Weltgrößte Anlage mit Meerwasser- Wärmepumpen - Friotherm

Värtan Ropsten − Weltgrößte Anlage mit Meerwasser-
Wärmepumpen: 6 Unitop ® 50FY, Gesamtkapazität 180 MW
Kunde / Endverbraucher
AB Fortum Värme samägt
med Stockholms stad
11577 Stockholm, Schweden
Das Fernwärmesystem von Stockholm
Stockholm, die Hauptstadt von Schweden,
erstreckt sich über 14 Inseln und
gilt als eine der schönsten Städte der
Welt. Ihre saubere See und Luft sind
das Resultat strenger Umweltschutzauflagen.
Das Fernwärmesystem
ist ein wichtiger Bestandteil der Energieversorgung
von Stockholm.
Schadstoff­
Ausstoß
Stickstoffoxyd (g/MWh)
Kohlendioxyd (kg/MWh)
Schwefeldioxyd (g/MWh)
Verbraucher
Verbraucher
Fast 60 Prozent aller Kunden auf dem
Stockholmer Wärmemarkt haben sich
für Fernwärme entschieden. Dies entspricht
ungefähr 5 700 GWh, die pro
Jahr an 6 000 Kunden verkauft werden,
und darin enthalten sind 250 GWh, die
an benachbarte Gemeinden geliefert
werden. Das Verteilungsnetz hat eine
Länge von 765 km (Stand 2003).
Stockholm hat kein Erdgasnetz — die
Fernwärme konkurriert hauptsächlich
mit Öl- und Elektroheizungen.
Fortum, ein führendes Energieunternehmen
in den nordischen Ländern, ist
für die Gewinnung von Wärme / Kälte
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Wärmeeinspeisung in Fernwärmesystem
Anlage Netz Wärme
Värtan Central 2 600 GWh
Hässelby North­Western 1 100 GWh
Hammarby Southern 800 GWh
Högdalen Southern 1 200 GWh
Gesamt 5 700 GWh
und für die Fernwärme- / Fernkältesysteme
im Großraum Stockholm verantwortlich.
Großer Anteil natürlicher
Energiequellen
Das Wärmeversorgungssystem von Fortum
nutzt mehrere Energiequellen:
• 35 % Fossile Brennstoffe
• 26 % Biokraftstoffe
• 26 % Abwasser und Meerwasser
• 13 % Strom für Wärmepumpen
Die Wärmepumpen (insgesamt 420 MW)
dienen zusammen mit den Biokraft­
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stoffanlagen (insgesamt 200 MW) der
Grundlastversorgung. Ölgefeuerte Kraftwerke
werden nur zu Zeiten hohen Energiebedarfs
eingesetzt.
Fortums System zur Fernwärmeerzeugung
erhöht den Einsatz von Biokraftstoffen
und Solarenergie. Zusätzlich
wird für große Wärmepumpen auch
Strom aus Wasserkraft genutzt. Dies
führt dazu, dass fast 50 % der Energie
für die Erzeugung von Fernwärme aus
erneuerbaren Quellen stammen.
Fernheizwerk Värtan Ropsten
Ungefähr 60 % des Gesamtenergieeintrags
in das zentrale Netz wird vom
Fernheizwerk Ropsten geliefert. Es
verfügt über ausreichende Kapazitäten,
um im Frühling, Sommer und
Frühherbst autonom zu arbeiten.
Zu Beginn der 1980er Jahre entstand
durch steigende Ölpreise und billigen
Strom ein zunehmendes Interesse an
Wärmepumpen. Die weltgrößte auf
Meerwasser basierende Wärmepumpe
mit einer Gesamtkapazität von 180 MW
wurde in die Anlage Värtan Ropsten
eingebaut.
Wärmepumpe Unitop ® 50FY
Die sechs Wärmepumpen Unitop ® 50FY
wurden zwischen 1984 und 1986 in Betrieb
genommen. Ursprünglich liefen
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alle Anlagen mit dem Kältemittel R22.
Eine stets aktive Öldichtung verhindert
Kältemittelverluste während des Betriebs
oder im Stillstand. Die Umrüstung
der ersten Wärmepumpe auf
R134a erfolgte im Jahr 2003.
Hauptmerkmale Unitop ® 50FY
• Offener, zweistufiger Verdichter
• Kältemittel: FKW / KW
• Stirnradgetriebe
• Widerstandsfähige Industrieausführung
mit vertikal geteiltem Gehäuse
für einfache Wartung
• Geeignet für alle Antriebssysteme
• Hohe Leistung über den gesamten
Einsatzbereich
• Betriebstemperaturen –40 °C/+90 °C
• Hohe Kapazität auf kleiner Fläche
Wärmequelle
Um den Temperaturabfall gering zu
halten, werden große Mengen Meerwasser
als Wärmequelle genutzt und
zu den Fallfilmverdampfern der Wärmepumpen
geleitet. Ein stetiger Wasserfilm
rieselt mit geringer Kontaktzeit
an der Oberfläche der Wärmetauscher
hinab. Daher können Fallfilmverdampfer
auch bei sehr geringen Temperaturunterschieden
betrieben werden.
E008­08_DE Technische Änderungen vorbehalten
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Technische Daten
Heizleistung pro Aggregat 30 MW
Benötigte Energie pro Aggregat 8 MW
Verdampfungstemperatur –3 °C
Verflüssigungstemperatur
Temperatur Meerwasser
+82 °C
ein/aus +2.5/+0.5 °C
Temp. Heizungswasser Rücklauf +57 °C
Temp. Heizungswasser Vorlauf +80 °C
Leistungsregelung 10–100 %
Im Sommer wird warmes Oberflächenwasser
genutzt, im Winter Wasser aus
einer Tiefe von 15 m, wo die Temperatur
konstant +3 °C beträgt.
Steuerungssystem der Anlage
Für die dezentrale Steuerung und
Überwachung der Wärmepumpenanlagen
sowie für die übergeordnete Steu­
7
erung des gesamten Fernheizwerks
Värtan wird ein Siemens PLC­Steuersystem
verwendet.
Wartung und Instandhaltung
Fachleute von Fortum überwachen und
warten die technischen Anlagen des
Fernheizwerks Värtan. Friotherm führt
die regelmässigen Wartungsarbeiten
an den Wärmepumpenanlagen durch.
Legende
1 Die Stadt Stockholm. Fernwärmesysteme
decken 60 % des Wärmemarktes ab.
2 Gesamtansicht einer Wärmepumpe des
Typs Unitop ® 50FY. Sechs dieser Anlagen
sind installiert.
3 Verbesserung der Luftqualität von 1993
bis 2002, verglichen mit der Anzahl der
an das Fernwärmesystem angeschlossenen
Haushalte. © Fortum
4 Uniturbo ® 50FY-Verdichter mit Rahmen
und integriertem Öltank.
5 Luftbild von Stockholm-Värtan, einem
hoch industrialisierten Gebiet, das Fernwärme
und -kälte nutzt. © Fortum
6 Gebäude mit Maschinenraum für sechs
Wärmepumpen. Jedes Aggregat ist mit
zwei Meerwasserzuleitungen verbunden.
7 Pro Wärmepumpe ist im Pumpenhaus
eine Meerwasserpumpe installiert.
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